SAKAI OVEX هي شركة يابانية متخصصة في البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا (نشر) ألياف الكربون المفتوحة وإنتاج المنتجات. في وقت مبكر من عام 2010 تقريبًا، تعاونت الشركة مع شركة Toho Tennax اليابانية (المعروفة الآن باسم Teijin) لتطوير منتجات ألياف الكربون خفيفة الوزن للغاية، والتي تكون خفيفة بمقدار نصف منتجات ألياف الكربون الرقيقة بعد معالجة ألياف الكربون المفتوحة.
تقدم هذه الورقة أولاً الخصائص الممتازة لمواد ألياف الكربون، ثم تركز على خصائص تقنية ألياف الكربون المفتوحة، بالإضافة إلى ألياف الكربون المفتوحة ومزايا أداء المواد المركبة، وتم دمجها أخيرًا مع SAKAI OVEX يتم وصف خيوط ألياف الكربون الحالية للشركة بشكل موجز في شكل المنتجات الرئيسية.
01، الخصائص الممتازة لألياف الكربون
ألياف الكربون ليست فقط خفيفة وقوية ومقاومة للتآكل وخصائص أخرى، ولكنها تتمتع أيضًا بموصلية كهربائية ممتازة ومقاومة للحرارة واستقرار الأبعاد واستقرار كيميائي.
الخصائص الميكانيكية/الديناميكية:
وزن نوعي صغير (1.7 إلى 2.0) وأخف من المعادن وغيرها.
معامل مرونة عالي (200 إلى 650 جيجا باسكال) وصلابة عالية.
قوة عالية (3000MPa إلى 7000MPa).
تخفيف الاهتزاز ممتاز.
مادة متباينة الخواص، مما يسمح بالتصميم الهيكلي المناسب لهذا الغرض.
الخصائص الحرارية:
مقاومة ممتازة للحرارة في جو خامل.
معامل صغير للتمدد الحراري واستقرار جيد للأبعاد.
يمتلك الموصلية الحرارية.
الخصائص الكهرومغناطيسية:
مع التدريع الموجات الكهرومغناطيسية.
نفاذية جيدة للأشعة السينية.
الخصائص الكيميائية: مقاومة كيميائية ممتازة.
الخواص الكهربائية: لديه درجة معينة من التوصيل الكهربائي.
02، ألياف الكربون تكنولوجيا الألياف المفتوحة والمزايا
تقنية الألياف المفتوحة: تُعرف أيضًا باسم تقنية نشر الخيوط، وهي عبارة عن سحب ألياف الكربون في نطاق واسع من النحافة والمنتشرة بشكل موحد لإنشاء تقنية خيوط الألياف المفتوحة. ألياف الكربون عبارة عن حزمة من آلاف إلى عشرات الآلاف من الخيوط ذات مقطع عرضي دائري أو مسطح قليلاً. بعد أن تتكشف، يتم نشر آلاف إلى عشرات الآلاف من الخيوط عبر العرض بمقطع عرضي مسطح. يوضح الشكل أدناه مقطعًا عرضيًا من الجزء الداخلي لسحب ألياف الكربون قبل وبعد الانتشار.
تتمتع الأقمشة التي تستخدم خيوط ألياف الكربون المفتوحة بالمزايا الرئيسية التالية:
تحقيق طبقة رقيقة، وتقليل زاوية التجعيد، وتحسين الخواص الميكانيكية
أ) تشتت الراتنج الموحد بسبب التجعيد الصغير
يقارن الشكل التالي المخططات الهيكلية للصفائح المعالجة باستخدام أقمشة ألياف الكربون قبل وبعد فتح ألياف الكربون، حيث يُظهر الجانب الأيسر المخطط الهيكلي قبل فتح ألياف الكربون، ويتم توزيع الجزء الغني بالراتنج بشكل غير متساو في الصفائح باستخدام أقمشة ألياف الكربون التقليدية (3 ك). وفي الصفائح المصنوعة من نسيج خيوط ألياف الكربون المفتوحة على اليمين، يتم توزيع الراتنج وألياف الكربون بشكل موحد، ويتم تحسين الخواص الميكانيكية.
ب) تحسين استقامة ألياف الكربون لإخراج أداء الألياف إلى الحد الأقصى.
سحب ألياف الكربون بدون معالجة ألياف مفتوحة يكون أكثر سمكًا، والسطح أكثر مقعرة ومحدبة، بسبب ثني سحب الألياف، تقل القوة، وتشريب الراتينج ضعيف، ومن السهل تقشيره بين الطبقات (كما هو موضح في الشكل الأيسر التالي). بعد معالجة الألياف المفتوحة، يكون سحب ألياف الكربون رقيقًا داخليًا وخفيفًا ويقلل من التقعر والتحدب بشكل غير متساو، وزاوية النسيج صغيرة. إنه يتمتع بخصائص تشريب راتنجية ممتازة وليس من السهل تقشيره بين الطبقات، وبالتالي يظهر قيم خصائص فيزيائية عالية مثل خصائص الكلال (كما هو موضح في الشكل الصحيح أدناه). ولذلك، بعد علاج الألياف المفتوحة، تكون صلاة الألياف أصغر، ويمكن أن تخفف من تركيز التوتر.
ج)، لن ينتج عنه تقشير بين الطبقات بسبب الشقوق العرضية.
المواد المصفحة المصنوعة من ألياف الكربون التقليدية وأقمشتها معرضة للتشققات العرضية والتقطيع بين الطبقات (كما هو موضح في الشكل الأيسر أدناه)؛ بعد معالجة الألياف المفتوحة، تكون الشرائح المحضرة باستخدام أقمشة من ألياف الكربون أقل عرضة للتشققات العرضية والتقشير بين الصفائح (كما هو موضح في الشكل الأيمن أدناه)، مما يؤدي إلى تحسين قوة الكلال.
تحسين قوة الشد والانثناء والقص بين الصفائح لشرائح CFRP باستخدام أقمشة منسوجة مفتوحة من ألياف الكربون
03، منتجات الألياف الكربونية المفتوحة الشائعة
3.1 خيوط ألياف الكربون المفتوحة
بعد معالجة الألياف المفتوحة، يمكن لقطرات ألياف الكربون من فئة 12K-48K بمواصفات PAN أن تكون ألياف مفتوحة بشكل مستمر بعرض 2-40 مم، ووفقًا لنوع ألياف الكربون، يكون نطاق عرض الألياف المفتوحة هو مختلفة أيضا.
ألياف الكربون غزل الألياف المفتوحة.
3.2 نسيج من ألياف الكربون المفتوحة
يمكن استخدام ألياف الكربون بعد فتح الألياف في حياكة السداة وحياكة اللحمة والأقمشة الأخرى، وتشكيل هيكل أرق من منسوجات ألياف الكربون السابقة، وتحسين القابلية للتشكيل (التشريب بالراتنج) والخصائص الفيزيائية.
نسيج ألياف الكربون قبل وبعد فتح الألياف
3.3 ألياف الكربون المسبقة للألياف المفتوحة
اعتمادًا على التطبيق، يمكن معالجة أنواع مختلفة من المواد الوسيطة مثل التقوية المسبقة/شبه التقوية، ويمكن تغيير نوع الراتينج المشرب، مثل الراتينج المتصلد بالحرارة أو الراتينج البلاستيكي الحراري.
التقوية المسبقة: مادة أساسية لقوالب CFRP (البلاستيك المقوى بألياف الكربون) مصنوعة عن طريق تشريب خيوط الألياف المفتوحة من ألياف الكربون أو أقمشة الألياف المفتوحة مع راتينج متصلد بالحرارة أو راتينج لدن بالحرارة. نظرًا لأنه مشرب بالراتنج، فيمكن استخدامه في عملية التشكيل بالضغط الساخن على المدى القصير.
شبه مشربة: مادة أساسية من مادة CFRTP (اللدائن الحرارية المقواة بألياف الكربون) مصنوعة من خلال تصفيح فيلم راتينج لدن بالحرارة على خيوط ألياف مفتوحة أو نسيج ألياف مفتوح. نظرًا لمرونتها، فهي مادة ذات قابلية عالية للتشكيل ويمكن تشكيلها في CFRTP بالضغط الساخن.
تمت ترجمته باستخدام www.DeepL.com/Translator (نسخة مجانية)
